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      呂曉龍教授與聚偏氟乙烯中空纖維膜過(guò)濾技術(shù)

      2014-05-17 16:25:31 admin 355
      來(lái)源:《中國(guó)紡織報(bào)》 / 時(shí)間:2008-7-1 7:40:47
        據(jù)第一紡織網(wǎng)2008年6月30日訊 提起膜過(guò)濾在我們?nèi)粘I钪械挠锰帲蠹铱赡苓€不太了解。如果說(shuō)到麥當(dāng)勞吃快餐喝飲料,大家就立刻對(duì)它有了親近感。因?yàn)辂湲?dāng)勞的飲用水系統(tǒng)就是利用天津工業(yè)大學(xué)的中空纖維膜過(guò)濾技術(shù)實(shí)現(xiàn)清潔凈化的。
        我們請(qǐng)聚偏氟乙烯(PVDF)中空纖維膜過(guò)濾技術(shù)的主要研發(fā)人——天津工業(yè)大學(xué)教授呂曉龍,給大家介紹一下這項(xiàng)技術(shù)。
        主持人:呂教授,這項(xiàng)技術(shù)是在什么背景下研發(fā)生產(chǎn)的?當(dāng)時(shí)面臨哪些技術(shù)難題?
        呂曉龍:十幾年前,人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到由于管道輸送過(guò)程的二次污染以及傳統(tǒng)水處理技術(shù)的局限性,從水龍頭中流出的自來(lái)水水質(zhì)往往不盡人意,人們希望有一種簡(jiǎn)便易行、有效可靠的水凈化技術(shù),來(lái)保障水質(zhì)安全。中空纖維膜過(guò)濾技術(shù)可以除去水中的細(xì)菌、懸浮物和渾黃色雜質(zhì),因此備受關(guān)注。
        膜技術(shù)應(yīng)用中的*大問(wèn)題是膜污染堵塞,當(dāng)時(shí)*主要的制膜材料是聚砜材料和聚丙烯腈材料。我們通過(guò)材料學(xué)方面的研究,選擇了具有高抗污染性的氟塑料作為新一代的膜材料。大家知道,家里的抽油煙機(jī)等廚具上有一層特弗倫涂層,這就是利用氟塑料所具備的高抗污染特性。
        考慮到膜制備方法的特殊要求,我們*終選擇了氟塑料系列中機(jī)械強(qiáng)度*大的聚偏氟乙烯材料,來(lái)研制新一代高抗污染的中空纖維分離膜。
        當(dāng)然,現(xiàn)在大家都公認(rèn)聚偏氟乙烯材料是一種抗污染性能非常好的膜材料,但十幾年前,人們還沒(méi)有充分認(rèn)識(shí)聚偏氟乙烯材料的優(yōu)越性。因此,相關(guān)研究報(bào)導(dǎo)很少,可供參考的資料更少,甚至采購(gòu)聚偏氟乙烯原料都有困難。尤其是制成的聚偏氟乙烯膜有很好的抗污染性,但就是這個(gè)抗污染特性,使制膜過(guò)程更為困難,表現(xiàn)為中空纖維紡絲過(guò)程穩(wěn)定性差、不同批次間性能重復(fù)性差、膜通量低,在工業(yè)化穩(wěn)定生產(chǎn)控制方面有更多的要求。
        主持人:你們采用聚偏氟乙烯作為膜材料,同其他材質(zhì)相比有哪些優(yōu)勢(shì)?
        呂曉龍:聚偏氟乙烯當(dāng)作膜材料擁有高抗污染、耐氧化等優(yōu)良特性。由于這種產(chǎn)品顯示出耐污染、易清洗、通量大、使用壽命長(zhǎng)等特性,因而被認(rèn)為是當(dāng)今*優(yōu)材質(zhì)的中空纖維膜,為廢水資源化打開(kāi)了通路。更為重要的是天津工業(yè)大學(xué)研制的聚偏氟乙烯高抗污染中空纖維膜具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),并且得到了廣泛的應(yīng)用。
        主持人:國(guó)際上這個(gè)項(xiàng)目處于怎樣的水平?與國(guó)外技術(shù)相比,你們的過(guò)濾膜技術(shù)有哪些特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)?
        呂曉龍:當(dāng)我們剛推出聚偏氟乙烯中空纖維膜產(chǎn)品的時(shí)候,我們產(chǎn)品的性能指標(biāo)填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白,并處于國(guó)際先進(jìn)水平。但膜技術(shù)的發(fā)展異常迅速,近一兩年,日本的幾個(gè)膜公司相繼推出了新一代聚偏氟乙烯中空纖維膜產(chǎn)品,其膜通量、強(qiáng)度、耐堿性等方面有了很大提高,這給我們帶來(lái)了很大的競(jìng)爭(zhēng)壓力。
        我們的產(chǎn)品在性價(jià)比和本土服務(wù)方面仍然具有一定優(yōu)勢(shì),尤其是根據(jù)產(chǎn)品特點(diǎn),我們開(kāi)發(fā)了系列化成套應(yīng)用技術(shù)。
        主持人:這項(xiàng)技術(shù)主要應(yīng)用在哪些領(lǐng)域?
        呂曉龍:我們的產(chǎn)品在污水處理再利用、海水淡化預(yù)處理、生化發(fā)酵制藥等方面得到大規(guī)模的工業(yè)應(yīng)用。
        膜技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的一個(gè)突出問(wèn)題是膜的污染,如何對(duì)膜進(jìn)行有效的清洗使膜透水通量恢復(fù),有著非常重要的實(shí)際意義。
        我們?cè)O(shè)計(jì)的中空纖維膜連續(xù)微濾技術(shù)(CMF),可使對(duì)中空纖維膜孔內(nèi)的反洗和對(duì)中空纖維膜外壁的振蕩清洗兩者效果相互促進(jìn),與現(xiàn)有反洗和空氣振蕩清洗或兩者交錯(cuò)間隔清洗方法相比,具有清洗效率高的特點(diǎn)。
        與國(guó)外CMF技術(shù)比較,我們開(kāi)發(fā)的連續(xù)膜過(guò)濾技術(shù)預(yù)處理要求簡(jiǎn)單,單支膜組件產(chǎn)水量大,使用低壓壓縮空氣,無(wú)需對(duì)壓縮空氣做潔凈處理,運(yùn)行費(fèi)用低。由于采用性能優(yōu)異的聚偏氟乙烯膜材料,膜設(shè)備可以采用氯、臭氧等常用氧化性水處理藥劑進(jìn)行殺菌、絮凝、清洗等常規(guī)處理,同時(shí)具有設(shè)備造價(jià)低等特點(diǎn)。該項(xiàng)技術(shù)擁有10多項(xiàng)國(guó)內(nèi)發(fā)明專(zhuān)利和2項(xiàng)國(guó)際專(zhuān)利。
        城市污水及工業(yè)廢水的資源化已成為當(dāng)今世界的發(fā)展趨勢(shì),中空纖維膜連續(xù)膜過(guò)濾技術(shù)在城市污水處理回用方面有著巨大的市場(chǎng)應(yīng)用前景。
        污水資源化是解決我國(guó)北方地區(qū)嚴(yán)重缺水的重要途徑之一,膜生物反應(yīng)器是傳統(tǒng)活性污泥法與新興的膜分離技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物,它利用膜分離單元代替了傳統(tǒng)工藝中的二沉池,不僅可大大減小占地面積,還顯著提高了固液分離的效率,使出水水質(zhì)得到明顯改善。
        我們與許多工程公司合作,采用我們研制的聚偏氟乙烯中空纖維膜,進(jìn)行了膜生物反應(yīng)器凈化污水的大規(guī)模工程應(yīng)用。
        我們研制成功的用于生化發(fā)酵制藥領(lǐng)域的雙向流過(guò)濾專(zhuān)利工藝技術(shù),該工藝尤其適用于發(fā)酵液等較黏稠液體的過(guò)濾與精制,極大拓展了中空纖維膜的應(yīng)用領(lǐng)域。使用結(jié)果表明,該工藝可顯著提高酵母菌的回收率,在改善產(chǎn)品質(zhì)量、簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝、節(jié)能降耗等方面都顯示出了明顯的優(yōu)勢(shì)。
        主持人:目前,這個(gè)項(xiàng)目的市場(chǎng)推廣以及產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用情況怎樣?
        呂曉龍:聚偏氟乙烯中空纖維膜過(guò)濾技術(shù)是由天津工業(yè)大學(xué)自主研發(fā)的系列化成套技術(shù),天津工業(yè)大學(xué)是我國(guó)*早從事膜分離技術(shù)研究與開(kāi)發(fā)的單位之一,在膜技術(shù)研究、應(yīng)用和開(kāi)發(fā)方面開(kāi)展了大量基礎(chǔ)性、開(kāi)創(chuàng)性的工作,也積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。在學(xué)?!敖萄邢嚅L(zhǎng)、學(xué)能并進(jìn)”理念的指導(dǎo)下,從1992年開(kāi)始,天津工業(yè)大學(xué)探索科研成果產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)之路。 2004年投資1.2億元的國(guó)家級(jí)膜產(chǎn)業(yè)化基地在天津經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)建成,年產(chǎn)各類(lèi)中空纖維膜300萬(wàn)平方米。現(xiàn)在,世界上一些知名的企業(yè),如世界上*大的水務(wù)公司法國(guó)威利亞、麥當(dāng)勞、摩托羅拉等公司也改用我們的中空纖維膜產(chǎn)品。
        主持人:伴隨全球環(huán)境保護(hù)行動(dòng)的開(kāi)展以及人類(lèi)自身保健的需求,請(qǐng)您預(yù)測(cè)一下這項(xiàng)技術(shù)的市場(chǎng)前景。
        呂曉龍:現(xiàn)在大家已經(jīng)知道,我們面臨的問(wèn)題是水資源日益短缺、水環(huán)境日益惡化,但隨著生活水平的逐步提高,人們對(duì)飲水安全的要求越來(lái)越重視,對(duì)工業(yè)用水的水質(zhì)要求也越來(lái)越高,而膜技術(shù)正是一種新型節(jié)能高效的分離技術(shù),在節(jié)水減排、污水資源化、海水淡化方面可以發(fā)揮重要的作用,這為膜技術(shù)的更廣泛、更深入的應(yīng)用提供了巨大的空間。
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